表面等离子体(Surface Plasmon Resonance, SPR)是一种电磁表面波,它在金属表面处场强最大,并在垂直于界面的方向上呈指数衰减。表面等离子体能够被电子和光波激发,并在特定的衍射角度下,当满足波矢匹配条件时,光能量可以与表面等离激元能量互相转换,这在衍射谱图中表现为峰或谷。
表面等离子体的光学性质主要包括吸收、散射和折射等。金属纳米颗粒的表面等离子体光学性质与金属纳米颗粒的形状和大小以及其所处的环境密切相关。通过改变金属纳米颗粒的粒径和形状,可以引起表面等离子体增强光学信号(SERS)、散射谱和吸收谱等光谱现象。
表面等离子体的物理性质包括电磁波的穿透特性、表面等离子共振效应等。当金属结构尺度缩小至比入射光的波长更为微小时,其上的电子与外加电磁场之间存在强烈的集体相互作用,导致物质产生新颖的光学特性,这些特性与原始组成物质大不相同。
此外,表面等离子体技术还可以用于改善材料表面的物理和化学性质。例如,橡胶表面等离子处理技术可以改善橡胶表面的粘接性、润湿性和抗氧化性,从而提高橡胶制品的性能和品质。同样,纳米材料表面等离子处理可以减小纳米材料表面的粗糙度,提高表面的平整度和光滑度,从而改善其光学性能、磁性能、电学性能等物理性质。